补——《世界是数字的》读书笔记

        自从1946年世界上第一台计算机诞生至今，计算机在向着更好、更快、功能更强的方向不断发展。

        信息化快速发展，计算机对于我们必不可缺，需求越大，计算机的能力也要提升。所以一个程序必须考虑实际的问题，比如内存不足、处理器速度不快、无效或恶意的输入、网络连接中断，以及各种BUG。因此，如果说算法是理想化的菜谱，那程序就是让烹饪机器人冒着敌人的炮火为军队准备一个月的给养所需的操作说明书。今天的笔记本电脑，甚至连手机都已经有多个CPU了——英特尔酷睿双核处理器在一块集成电路芯片上集成了两个CPU（“核心”）。在一块芯片上集成越来越多的处理器已经成为明显的趋势，如果我们说计算机有大脑的话，处理器，或者叫中央处理单元（缩写为 CPU）就是计 算机的大脑。处理器进行运算，来回搬运数据，并控制着一切别的操作。CPU有一张 指令表，它可以执行的操作是有限的，但执行起来速度异常之快，高达每秒钟几十亿次。它可以根据先前的计算结果决定接下来执行什么指令，所以在很大程度上，它可 以主宰自己的命运。这一点很重要，我们将在第 3章花更多篇幅详述。 如果你去商店或者上网购买计算机，你将会发现上面提到的大多数部件都会跟着一串 神秘的缩写和同样神秘的数字。比如你可能看到对 CPU 的描述是“英特尔双核酷睿 2.1 GHz”。这是什么意思呢？这款 CPU是英特尔制造的，一片封装的内部实际上有两 个 CPU。在这句话里，“核”的意思就是处理器。 2.1 GHz看起来更有趣。CPU的速度大体上是以每秒钟执行的操作数量、指令数量或 更小的动作数量来度量的。CPU使用一个跟心跳或者钟表嘀嗒类似的内部时钟来控制 基本操作的节拍，度量 CPU 速度的指标之一就是看这个内部时钟每秒振动多少次。 每秒钟心跳一次或者嘀嗒一次就是 1赫兹，记为 1 Hz。这个单位名称是为了纪念德国 工程师海因里希·赫兹，他在 1888 年发现了产生电磁辐射的方法，由此直接导致无 线电广播和其他无线系统的诞生。广播电台发射的广播信号频率为兆赫（百万赫兹）， 比如 102.3 MHz。现在的计算机通常运行在十亿赫兹的数量级上，也就是吉赫，记为 GHz。我的笔记本电脑有一片很普通的 2.1 GHz处理器，它每秒钟跳动 21亿次。人类 的心跳大约是 1 赫兹，也就是每天大约跳 10 万次，每年将近 3 千万次，于是我的心 脏要花 70年才能赶上这个 CPU在一秒钟里跳动的次数。 这是我们第一次遇到像兆、吉这样的数字前，这些前在计算中普遍使用。兆是100 万，或者说 10的 6次方；吉是 10亿，或者说 10的9次方。内存里不仅保存 了CPU正在处理的数据，还保存了让 CPU如何处理数据所需运行的指令，内存是计算机运行的时候存储信息的地方，这些程序操作的数据，比如屏幕上显示的照片、正在 编辑的文档、正在播放的音乐等，也是放在内存里的；而 Windows、Mac OS X或其 他操作系统，也就是能让你在同一时间运行多个应用程序的幕后功臣，它们运行时的 指令还是放在内存里。计算机上的内存大小是有限的。表示容量的单位是字节。一字节大小的内存，可以 放入单个字符，可以放入一个整数比如42，还可以放入大数值的一 部分。所以内存越大，可供发挥的空间就越大，而 这往往也可以说成是计算得越快！计算机最主要的也是决定计算机处理能力多少以及处理速度的两大部件也都从书里了解到了。

        无论其制造方 式变化得有多快，其逻辑架构一直以来并没有太大不同。甚至可以认为，所有计算机 的逻辑特征都是一样的，即它们都可以完成相同的计算。从软件角度看，代码作为一 个抽象层，隔离了具体的实现。实现可以改变，而使用它们的代码可以不变。虚拟机、 虚拟操作系统，甚至真正的操作系统都是利用接口来分离逻辑结构与具体实现的。想 一想，编程语言也具备这个功能，有了它我们才可以跟计算机对话，就好像所有计算 机都能听懂我们的话一样。计算机系统是设计上多方权衡、不断取舍的极佳范例，提醒我们设计中永远不可能处处如意，天下没有免费的午餐。桌面电脑、笔记本电脑、平板电脑、手机，同是计算 设备，但它们在尺寸、重量、计算能力和成本等约束条件上，则分别作出了明显不一 样的取舍。

        虽然书里说的一部分知识不是完全懂，不过还是有所体会。学习很辛苦，但认真的把内容自学好，计算机知识虽然更新是很快的，只有不断地学习，才能掌握最新的知识。因此，在以后的学习工作中，我还要继续学习、操作，熟练运用这些知识，不断完善和充实自己，争取做一个合格的当代大学生，将来做一名对社会有用的人！